新型熱障涂層材料鎂基六鋁酸鑭噴涂粉末制備

采用球磨-制粒-燒結(jié)法研制熱浸鋅沉沒輥專用噴涂粉末,采用超音速火焰噴涂法(sfs)制備涂層,研究噴涂粉末及涂層性能。結(jié)果表明,所制備的粉末為圓球形,流動性好,沉積效率高,與常規(guī)wc-co涂層粉末相比,熱浸鋅專用涂層粉末中含有大量的η相。本工作研制的噴涂粉末所制涂層與基體的結(jié)合強度大于62mpa,涂層中孔隙度僅1.2%。涂層中粘結(jié)相以η相形式存在。對采用熱浸鋅專用噴涂粉末制備的涂層進行現(xiàn)場使用考察,其使用壽命為國內(nèi)常規(guī)wc-co涂層使用壽命的近4倍。

采用固相法合成了三種稀土六鋁酸鹽陶瓷粉末即ndmgal11o19(nma),smmgal11o19(sma)和gdmgal11o19(gma)。采用大氣等離子噴涂方法制備了這三種陶瓷涂層。采用掃描電鏡(sem)、x射線衍射(xrd)和維氏硬度計對涂層進行了表征。結(jié)果表明,采用等離子噴涂方法制備的涂層具有典型的多孔結(jié)構(gòu),陶瓷的熔化狀態(tài)良好,涂層與金屬粘結(jié)層之間結(jié)合致密。mgo摻雜的稀土六鋁酸鹽在等離子噴涂過程中發(fā)生部分分解,涂層結(jié)晶不完全。此外,隨著稀土離子半徑的減小,噴涂后涂層硬度逐步增加。

以hfo2和y2o3為原料,采用固相法制備出y2hf2o7陶瓷粉體,經(jīng)過造粒處理后通過等靜壓、高溫?zé)Y(jié)等工藝制備陶瓷試樣塊體。利用熱膨脹儀測量y2hf2o7材料的熱膨脹系數(shù),采用激光脈沖法測量熱擴散率,通過計算得到y(tǒng)2hf2o7材料的熱導(dǎo)率。結(jié)果表明,y2hf2o7的熱膨脹系數(shù)在400~1300℃范圍下與ysz材料相當(dāng);其熱導(dǎo)率在200~1200℃范圍內(nèi)遠低于傳統(tǒng)的ysz熱障涂層材料。這是因為無機非金屬材料傳熱機理為聲子導(dǎo)熱,且主要由聲子平均自由程控制,而y2hf2o7較ysz具有更多的氧空位,會導(dǎo)致聲子散射增強,降低熱導(dǎo)率。因此,y2hf2o7較ysz具有更優(yōu)良的綜合熱性能。

介紹了鋁合金化學(xué)轉(zhuǎn)化處理技術(shù)及我國當(dāng)前工業(yè)鋁型材的主要前處理方式——磷鉻化的工藝原理、工藝過程和工藝控制參數(shù)。

從樹脂、流平劑、脫氣劑、顏料、顆粒粒徑等方面,分析了影響粉末涂料流平性的因素。結(jié)合生產(chǎn)實際,以鋁型材專用粉末涂料a9016sf75為例,提出鋁型材粉末涂料流平性的較佳工藝參數(shù):聚酯樹脂玻璃化溫度(tg)50~65℃,丙烯酸酯流平劑用量1.0%~1.3%,安息香酸流平劑用量0.6%,粉末粒徑20~80μm,固化溫度200℃,固化時間20min,此條件能大大減少粉末涂料涂膜的針孔、橘皮、縮孔等弊病的發(fā)生,獲得理想的平整光滑涂膜。

美國infratrolmfg開發(fā)出一種“ecoflex”粉末噴漆系統(tǒng)。這是一款專為小顆粒粉末涂料而設(shè)計的緊湊、節(jié)能、環(huán)境污染小的噴涂系統(tǒng)。該系統(tǒng)有四種標(biāo)準尺寸，最小的只占65m。的地面空間。運轉(zhuǎn)該系統(tǒng)的所有電耗與能耗成本最大只有3美元／h。該系統(tǒng)不產(chǎn)生污泥或危險廢棄物，無任何有害氣體排放，不消耗臭氧物質(zhì)，并且無需排污管道。

粉末噴涂技術(shù)的不斷發(fā)展,促進了各種各樣的新材料和設(shè)備的產(chǎn)生。本文介紹了諾信近期推出的粉末噴涂新材料和設(shè)備,包括用作粉房壁的apogee材料、用于粉末傳輸?shù)拿芟噍斔图夹g(shù)(hdlv)、prodigy噴槍及其配套的噴涂換色生產(chǎn)線。這些新技術(shù)使得客戶能夠獲得干凈、快捷和低排放的表面處理。

針對wc顆粒尺寸和粉末粒度范圍不同的三種wc-12co熱噴涂粉末，通過調(diào)節(jié)噴涂距離和氧氣流量參數(shù)，檢測了其沉積率的變化，并比較了涂層的顯微硬度和耐磨性；結(jié)果顯示粒度范圍5-30μm、wc顆粒為1μm的粉末具有較好的沉積率和耐干摩擦性能。

針對wc顆粒尺寸和粉末粒度范圍不同的三種wc-12co熱噴涂粉末，通過調(diào)節(jié)噴涂距離和氧氣流量參數(shù)，檢測了其沉積率的變化，并比較了涂層的顯微硬度和耐磨性；結(jié)果顯示粒度范圍5-30μm、wc顆粒為1μm的粉末具有較好的沉積率和耐干摩擦性能。

美國infrgtrolmfg最近開發(fā)出一種“eco—flex”粉末噴漆系統(tǒng)。這是一款專為小顆粒粉末涂料而設(shè)計的緊湊、節(jié)能、環(huán)境污染小的噴漆系統(tǒng)。該系統(tǒng)有四種標(biāo)準尺屯最小的只占700平方英尺（約合6砰方米）的地面空間。運轉(zhuǎn)該系統(tǒng)的所有電耗與能耗成本最大只有每小時3美元。

美國infratrolmfg開發(fā)出一種“ecoflex”粉末噴漆系統(tǒng)。這是一款專為小顆粒粉末涂料而設(shè)計的緊湊、節(jié)能、環(huán)境污染小的噴漆系統(tǒng)。該系統(tǒng)有四種標(biāo)準尺寸，最小的只占700平方英尺（約折合65平方米）的地面空間。運轉(zhuǎn)該系統(tǒng)的所有電耗與能耗成本最大只有每小時3美元。該系統(tǒng)不產(chǎn)生污泥或危險廢棄物，無任何有害氣體排放，不消耗臭氧物質(zhì)，并且無需排污管道。

用粉末冶金法制備了al-si合金塊體材料,研究了粉坯壓制力、燒結(jié)過程及冷鍛工藝對塊體材料相對密度的影響規(guī)律。研究表明:壓制力的提高引起粉坯密度的提高,燒結(jié)過程難以使燒結(jié)坯致密化,而冷鍛能夠大幅度提高塊體材料的密度,其相對密度達到97.5%。

采用粉末冶金法制備粉煤灰增強鋁基復(fù)合材料。粉煤灰顆粒大多為球形,密度為2.75g/cm3,顆粒直徑主要集中在5～60μm,主要成分為sio2、al2o3、fe2o3,三者質(zhì)量分數(shù)總和超過85%。sem分析表明鋁基粉煤灰復(fù)合材料中存在著顆粒團聚,并有少量氣孔產(chǎn)生。隨粉煤灰顆粒含量的增加,復(fù)合材料的顯微硬度相應(yīng)減小。

采用粉末冶金的方法分別在ar氣氛保護下及真空爐中制備鋁及其復(fù)合材料,探討了坯塊的壓制壓力、燒結(jié)溫度與時間對粉末冶金鋁及其復(fù)合材料的影響,并研究了其顯微組織與性能。結(jié)果表明,只有在足夠高的壓力和溫度條件下(壓應(yīng)力700n/mm2,溫度640℃~700℃),才能獲得外形完好、組織致密的鋁及其復(fù)合材料;鋁基復(fù)合材料比基體具有更高的致密度,真空爐中燒結(jié)的鋁基復(fù)合材料的致密度達97.20%,其彈性模量、抗拉強度和屈服強度分別為67600n/mm23、45.7n/mm2和206.2n/mm2。

采用jp-8000型超音速火焰(hvof)噴涂設(shè)備,在低碳鋼基體上采用新型wc-12co粉末和不同噴涂工藝參數(shù)制備了5種涂層,測試了涂層的結(jié)合強度、顯微硬度、氣孔率、開裂韌性和單道次沉積厚度。并利用xrd對噴涂粉末及涂層進行了相結(jié)構(gòu)分析,用掃描電子顯微鏡和金相顯微鏡對噴涂粉末、涂層的組織結(jié)構(gòu)進行了觀察。結(jié)果表明:該粉末的球形度好,具有很好的流動性;采用該粉末制備的涂層對噴涂參數(shù)的穩(wěn)定性好,沉積效率高、涂層的結(jié)合強度高、組織結(jié)構(gòu)致密、硬度高和韌性好。

該項目是長江水利委員會長江科學(xué)院與美國田納西大學(xué)合作進行的科研項目，其主要內(nèi)容：傳統(tǒng)的水工建筑物表面涂層材料通常采用環(huán)氧樹脂、丙烯酸酯、聚氨酯、乙烯一醋酸乙烯酯、橡膠以及部分無機材料等，其性能各有特點，但大多數(shù)為民用建筑涂層材料，對于影響水工建筑物耐久性的防滲抗裂、抗老化、抗沖磨以及金屬結(jié)構(gòu)防腐蝕等沒有很好的針對性和適用性。

據(jù)國外媒體報道,美國密歇根大學(xué)的研究人員近日發(fā)明了一種納米涂層外衣,它可以反彈液體。這種新型納米外衣除了具有超強的抗污能力外,士兵穿上它還能起保護作用,科學(xué)家穿上它可以防止有害化學(xué)劑的危害。此項研究的負責(zé)人阿尼什·圖特加說:"任何滴在該衣服上的液體都會被反彈,衣服不會被弄濕。"圖特加和她的同事測試了100多種液體,發(fā)現(xiàn)僅有兩種能夠滲透到該涂層,其中一種是氯氟烴(被用做冰箱制冷劑的化學(xué)品)。實驗表明,該涂層能夠反彈咖啡、醬油、植物油、有毒的鹽酸和硫酸,以及汽油與各種醇類。

采用電鍍技術(shù),在wc粉末表面鍍一定量cu,用常規(guī)氧-乙炔焰噴涂制備wc涂層。在干摩擦條件下,對wc涂層/gcr15、45鋼/gcr15摩擦副摩擦性能進行測試,sem分析摩擦面形貌,eds分析摩擦面元素分布。結(jié)果表明,wc涂層/gcr15摩擦副較45鋼/gcr15摩擦副摩擦系數(shù)高,耐磨性遠優(yōu)于45鋼/gcr15摩擦副;wc涂層磨損機理為脆性剝落和磨粒磨損;wc涂層/gcr15摩擦副摩擦面局部粘接,部分gcr15基材粘于wc涂層。

論述了鋁基復(fù)合材料研究和發(fā)展的概況,簡要介紹了非連續(xù)增強鋁基復(fù)合材料常用的幾種制備方法,包括擠壓鑄造法、原位反應(yīng)法、攪拌鑄造法和粉末冶金法等,并重點針對粉末冶金法做了系統(tǒng)的闡述,包括這種方法的優(yōu)勢、具體的制備工藝、材料性能的影響因素及研究進展等。最后,展望了粉末冶金法進一步用于制備非連續(xù)增強鋁基復(fù)合材料的前景。

氧乙炔焰粉末噴涂具有設(shè)備簡單、操作方便、投資少、見效快等優(yōu)點,但由于噴涂工藝設(shè)計和操作技術(shù)問題,噴涂層往往會產(chǎn)生一些缺陷,這不僅影響到噴涂層的表面質(zhì)量,而且影響噴涂層的使用性能。根據(jù)我廠近幾年來熱噴涂實踐,對氧乙炔焰粉末噴涂層缺陷產(chǎn)生的原因及預(yù)防措施探索出一些經(jīng)驗,在此介紹出來供同行參考。一、噴涂層剝落1.噴涂前的基體表面處理不符合要求(1)基體表面太光滑,會降低涂層與基體表面的粘

為了提高鋁基涂層的硬度和耐磨性,研制了兩種新型復(fù)合材料涂層.采用可控氣氛等離子噴涂的方法制備了不同比例的鋁氧化鋁、鋁鋁青銅復(fù)合材料,通過掃描電子顯微鏡觀察復(fù)合材料的組織形貌并進行成分分析,測定了其顯微硬度.再對制得的復(fù)合材料涂層進行再結(jié)晶熱處理,再次進行組織形貌觀察和相分析,并進行顯微硬度測試.結(jié)果表明:當(dāng)鋁和氧化鋁比例為4∶3,鋁和鋁青銅比例為1∶3,熱處理溫度在350℃時,所得到的復(fù)合材料涂層的組織分布均勻,晶粒細小.

采用一種天然硅酸鹽礦物粉末,用熱化學(xué)反應(yīng)法在q235鋼表面制備陶瓷涂層。通過xrd分析了涂層的相組成,研究了未封孔涂層和封孔涂層的結(jié)合強度、耐蝕性。結(jié)果表明,用天然硅酸鹽礦物粉末代替人工合成的陶瓷原料作為陶瓷骨料,可以在鋼表面獲得性能良好的陶瓷涂層。